Naturgass fysiske og kemiske egenskaber. Produktion og brug af naturgas

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 05:21

Et stofs gasformige tilstand er den mest almindelige i sammenligning med andre aggregatparametre for forbindelser. Faktisk er der i denne tilstand:

• stjerner;
• interstellar space;
• planeter;
• atmosfære;
• kosmos som helhed.

De vigtigste karakteristiske egenskaber ved gasser er svage intermolekylære vekselvirkninger i krystalgitteret, på grund af hvilke alle de vigtigste egenskaber ved disse stoffer kommer til udtryk. Der er helt sikkert mange gasser. Vi vil dog overveje den vigtigste og tredje mest almindelige på vores planet - naturlig.

Naturgassammensætning

Hvis vi karakteriserer den kvalitative sammensætning af naturgas, så skal vi straks skelne komponenterne i to grupper: organisk og uorganisk. Da selv om det er almindeligt antaget, at det består af metan, er dette ikke helt sandt.

Økologiske ingredienser omfatter:

• methan - CH₄;
• propan - C₃H₈;
• butan - С₄Н₁₀;
• ethane - C₂N₄;
• tyngrekulbrinter med mere end fem carbonatomer.

Uorganiske komponenter omfatter følgende forbindelser:

• brint (i små mængder) - H₂;
• kuldioxid - CO₂;
• helium - Ikke;
• nitrogen - N₂;
• hydrogensulfid - H₂S.

Hvad der præcist vil være sammensætningen af en bestemt blanding afhænger af kilden, det vil sige aflejringen. De samme grunde forklarer de forskellige fysiske og kemiske egenskaber ved naturgas. Men nogen af dem er udvundet, og hver har også en værdi. Det er bare, at en slags bruges som brændstof, og mættet med fremmede urenheder er for fedtholdigt brugt i den kemiske industri til syntese af forbindelser.

naturgass fysiske og kemiske egenskaber

For at specificere sådanne parametre nøjagtigt, bør du vide, hvad sammensætningen af gasblandingen er. Når alt kommer til alt, hvis det er domineret af metan (op til 97%), så kan egenskaberne gives med fokus på det.

Hvis der er et overskud af uorganiske komponenter eller tunge kulbrinter (op til flere procent), så ændrer naturgassens fysiske og kemiske egenskaber sig dramatisk.

Derfor kan der kun angives omtrentlige fysiske grænser.

1. Autoantændelsestemperatur - 650-700⁰C.
2. oktantal - 120-130.
3. Ingen farve, smag eller lugt.
4. Lettere end luft næsten 2 gange, let koncentreret i de øverste lag af rummet.
5. Tæthed i form af en normal tilstand (gas) - 0, 68-0,85 kg/m³.
6. Under standardforhold skal du altid være i en gasformig aggregattilstand.
7. Når det blandes med luft i volumener på 5-15 %, er det eksplosivt.
8. Forbrændingsvarmen er omkring 46 MJ/m³.

Derudover skal den kemiske side af naturgasparametre også bemærkes.

1. Det er et meget brandfarligt stof, der kan selvantænde med og uden gnist ved en bestemt temperatur.
2. Da hovedkomponenten er metan, har den alle dens kemiske egenskaber.
3. Gå ind i substitution, dehydrogenering, pyrolyse, refraktionsreaktioner.
4. Komprimerer og gør flydende ved lave temperaturer og høje tryk.

Naturgass fysiske og kemiske egenskaber bestemmer naturligvis en bred vifte af dens anvendelse i industrien.

Specialejendom for naturgas

En særlig egenskab ved den pågældende forbindelse er evnen til at danne gashydrataflejringer, det vil sige at være i fast tilstand. Disse strukturer repræsenterer volumener af naturgas absorberet af formationsvandmolekyler i forholdet 1/220. Derfor er sådanne aflejringer ekstremt rige sten. Steder for deres koncentration i naturen:

• dybe bundlag i oceanerne;
• ophobninger af permafrost.

Eksistensforhold - hydrodynamisk tryk og lave temperaturer.

Naturgasfelter

Hvis vi taler om indholdet af naturligtgas i naturen, er det muligt at identificere de vigtigste koncentrationssteder:

1. Dette er en sedimentær bjergart, et mineral, der er blevet dannet gennem mange årtusinder af anaerobt henfald af organisk stof i de dybe lag af jordskorpen.
2. Opløst i grundvand.
3. Inkluderer i olie og danner et olie- og gasdæksel over det.
4. Forekommer i form af gashydrater i lagene af havbunden og punkter i det fjerne nord.

Hvis vi betegner fordelingen af gasfelter territori alt, så er lederne følgende lande:

• Rusland.
• Golflandene.
• USA.
• Canada.
• Iran.
• Kasakhstan.
• Azerbaijan.
• Usbekistan.
• Norge.
• Turkmenistan.
• Holland.

Produktionen i verden er årligt omkring 3643 milliarder m³ per år. Af disse tegner kun Rusland sig for 673,46 milliarder m³.

Temperaturen af naturgas, som den brænder ved, er 650 ⁰C. Det vil sige, at dette er den indikator, hvor den er i stand til selvantændelse. I dette tilfælde frigives en større mængde termisk energi end under forbrændingen af nogen anden type brændstof. Dette kunne naturligvis ikke andet end at påvirke anvendelsesområderne for dette stof.

Det er grunden til, at mange lande, der ikke har naturgasreserver, er tvunget til at importere det fra andre stater. Transport udføres på flere måder:

• gennem rørledningen i gasform;
• i tanke til søs - i flydende form;
• injernbanetankvogne - flydende.

Hver vej har sine fordele og ulemper. Især sø- og jernbanemuligheder er sikrere, da den kemiske aktivitet af flydende gas i køleflasker er meget lavere end i en gasformig tilstand. Rørledningen øger transmissionsdistancen og dens volumener, desuden er denne metode økonomisk rentabel.

Metan i naturgas

Metangas er den vigtigste råvarekomponent i den naturlige blanding. Dens indhold spænder fra 70-98%. I sig selv er dette den tredje mest almindelige gas på planeten, som er en del af olien, det interstellare rum og atmosfæren på andre planeter.

Set fra et kemisynspunkt er metangas et mættet kulbrinte, der tilhører en række mættede alifatiske forbindelser. Den allerførste repræsentant for alkaner eller paraffiner. Dens kemiske aktivitet er lav, den er ret rolig. Reaktiv:

• erstatning;
• fuldstændig oxidation;
• konverteringer.

Det brænder med en farveløs ikke-ryger flamme, lugter ikke.

Typer af naturgas

Der er tre hovedtyper af det pågældende stof.

1. Tør naturgas er en gas, hvori mere end 97 % metan er til stede. Det vil sige, at indholdet af urenheder, inklusive andre kulbrinter, er ekstremt lavt.
2. Skinny gas. Dette er navnet på en blanding, der indeholder en lille mængde tunge kulbrinter.
3. Tyk naturgas er en, der er rig på tunge kulbrinter og uorganiske komponenter (nitrogen, brint, helium, argon, kuldioxid, hydrogensulfid).

Sådan et koncept som koefficienten for gastørhed giver dig mulighed for at evaluere kvaliteten af de råmaterialer, som produkterne vil blive fremstillet af i fremtiden. Naturgas i sig selv er jo kun en base. Forskellige industrier kræver forskellige produkter, så de behandles omhyggeligt og raffineres til at opfylde specifikke krav.

Produktkvalitet

Kvaliteten af naturgas afhænger direkte af sammensætningen. Hvis metan dominerer, vil et sådant produkt være den bedste brændstofkilde. Hvis det mest af alt er sammensætningen af fede kulbrinter, så er sådanne råmaterialer de mest egnede til den kemiske industri.

For at kunne levere naturgas af den rigtige kvalitet er der specielle kemiske anlæg, hvor den gennemgår en grundig rensning og forarbejdning inden videre forsendelse til den endelige destination. Arbejdsmetoder vil afhænge af den tilsigtede brug af produktet.

Så hvis det for eksempel bruges til husholdningsformål, tilsættes der specielle lugtstoffer, især mercaptaner. Dette gøres for at gassen begynder at lugte, for så vil den i tilfælde af en lækage være let at opdage. Alle mercaptaner har en stærk lugt.

Brug af naturgas

Naturgasforbrug i mange industrierindustri og faciliteter. For eksempel:

• CHP.
• Kedelrum.
• Gasmotorer.
• Kemisk produktion (fremstilling af plast og andre materialer).
• Brændstof til biler.
• Opvarmning af boliger.
• Tilberedning af mad.

Det er derfor, at verdens produktion af dette råmateriale er så høj, og import og eksport anslås til milliarder af dollars.

Miljø

Med hensyn til renlighed for naturen er der ingen bedre brændstofkilde end naturgas. Miljøorganisationer støtter fuldt ud brugen af det. Men i de senere år har forbrændingen af naturgas ført til akkumulering af et af reaktionsprodukterne - kuldioxid.

Og da det tilhører drivhusgasser, er dets ophobninger meget farlige for planeten. Derfor udføres der flere arbejder, projekter udvikles for at beskytte planetens økologiske tilstand mod den forestående drivhuseffekt.